JP2000022192A - Snow detector for solar cell and automatic snow melting system employing it - Google Patents

Snow detector for solar cell and automatic snow melting system employing it

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JP2000022192A
JP2000022192A JP10187446A JP18744698A JP2000022192A JP 2000022192 A JP2000022192 A JP 2000022192A JP 10187446 A JP10187446 A JP 10187446A JP 18744698 A JP18744698 A JP 18744698A JP 2000022192 A JP2000022192 A JP 2000022192A
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JP
Japan
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snow
solar cell
circuit
voltage
light emitting
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JP10187446A
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Japanese (ja)
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Masahisa Asaoka
正久 浅岡
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a snow detector for solar cell in which solar energy can be utilized to the maximum by melting snow before sunrise. SOLUTION: A stroboscope 2 for for irradiating the light receiving face of a solar cell 5 is provided and a voltage generated from the solar cell 5 upon irradiation is detected by a voltage detecting means 4. A snow decision circuit 21 compares the voltage with a specified level and makes a decision that snow is not deposited if the former is higher and then delivers a detection signal 31.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、太陽電池の表面
に雪が積もったことを検出するための装置とその雪を自
動的に融雪する装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting the accumulation of snow on the surface of a solar cell and an apparatus for automatically melting the snow.

【0002】[0002]

【従来の技術】太陽光を太陽電池(光電変換器)で受け
発電を行う、いわゆる太陽発電システムがある。太陽発
電システムの太陽電池は屋外に設置する場合が多いの
で、降雪時には電池表面に雪が積もり、光を遮られて発
電に支障を来すので、まず表面に積雪があることをなん
らかの方法で検知し、積雪が検知されれば、次には積雪
をなんらかの方法で除去する必要がある。
2. Description of the Related Art There is a so-called solar power generation system in which sunlight is received by a solar cell (photoelectric converter) and power is generated. Since solar cells in solar power generation systems are often installed outdoors, snow accumulates on the battery surface during snowfall, which blocks light and hinders power generation.Therefore, it is first detected by some method that there is snow on the surface. If snow is detected, it is necessary to remove the snow in some way.

【0003】図7は、太陽電池の電圧/電流特性を示す
図である。太陽電池は発電時には電圧と電流がともに正
の同図特性線Aの特性で動作し、この特性線上で負荷に
よって動作点が決定される。一方、暗状態(非発電時)
で外部から電圧を印加すると、発電時とは逆方向に電流
が流れ、同図特性線Bの特性、即ち、負荷として動作
し、このときの印加電圧×電流=電力で太陽電池が発熱
する。即ち、融雪機能を有する訳である。
FIG. 7 is a diagram showing voltage / current characteristics of a solar cell. At the time of power generation, the solar cell operates according to the characteristic of the characteristic line A in which both the voltage and the current are positive, and the operating point is determined by the load on this characteristic line. On the other hand, dark state (when no power is generated)
When a voltage is applied from the outside, current flows in the direction opposite to that at the time of power generation, and operates as a characteristic shown by a characteristic line B in FIG. That is, it has a snow melting function.

【0004】図8は例えば特開平9−23019号公報
に示されたものと類似の融雪機能を有する太陽光発電シ
ステムの構成図で、太陽電池表面の積雪を溶かすのに太
陽電池の前述の特性を利用したものである。図に於て、
5は太陽電池、6は逆流防止ダイオード、7は発電/融
雪モード切換えスイッチ、8はインバータ、9は電力系
統を示している。日中で、かつ、積雪がなく太陽電池5
が発電しているときは、発電/融雪モード切換スイッチ
7(単にスイッチとも言う)をオフ(図8に示す状態)
としておき、太陽電池5で発電した直流電力は逆流防止
ダイオード6を通して、インバータ8で交流電力に変換
し、電力系統9へ送電される。
FIG. 8 is a block diagram of a photovoltaic power generation system having a snow melting function similar to that shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-23019, for example. It is a thing using. In the figure,
Reference numeral 5 denotes a solar cell, 6 denotes a backflow prevention diode, 7 denotes a power generation / snow melting mode switch, 8 denotes an inverter, and 9 denotes a power system. Solar cell 5 during the day and without snow
When power is being generated, the power generation / snow melting mode switch 7 (also simply referred to as a switch) is turned off (the state shown in FIG. 8).
The DC power generated by the solar cell 5 is converted into AC power by the inverter 8 through the backflow prevention diode 6 and transmitted to the power system 9.

【0005】20は赤外線式降雪センサである。赤外線
式降雪センサ20が降雪を検知したとき、あるいは人が
太陽電池5の表面に積雪を認めたときは、発電/融雪モ
ード切換スイッチ7をオンし、インバータ8を充電モー
ド(コンバータモード)で運転する。そして電力系統9
→インバータ8→スイッチ7→太陽電池5の経路で通電
し、太陽電池5を図7のBの特性で動作させ、発熱させ
て融雪を行う。融雪が終わったことは人が確認して発電
/融雪スイッチ7を元に戻す。ここで、電力系統9とイ
ンバータ8の代わりにバッテリや直流電源装置(いずれ
も図示せず)を接続して太陽電池5に通電するものもあ
る。バッテリを使用する例は例えば特開昭62−254
635号公報に示されている。
Reference numeral 20 denotes an infrared snowfall sensor. When the infrared snow sensor 20 detects snowfall, or when a person recognizes snow on the surface of the solar cell 5, the power generation / snow melting mode switch 7 is turned on and the inverter 8 is operated in the charging mode (converter mode). I do. And power system 9
Power is supplied through the route from the inverter 8 to the switch 7 to the solar cell 5, and the solar cell 5 is operated with the characteristics shown in FIG. 7B to generate heat and melt snow. The person confirms that the melting of the snow has ended, and returns the power generation / snow melting switch 7 to the original position. Here, instead of the power system 9 and the inverter 8, a battery or a DC power supply (both not shown) may be connected to energize the solar cell 5. An example using a battery is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-254.
635.

【0006】このような太陽電池5そのものを発熱させ
る融雪方法は、太陽電池5をヒータとして使用するので
積雪のない場合に動作させたり、積雪が完了しているの
にスイッチ7を元に戻さなかったりすると電力を無駄に
消費することになる。赤外線式降雪センサ20の代わり
に雨水升降雪センサ(図示せず)も使用されている。ま
た、太陽電池の発電時開放電圧により積雪の有無を検知
する方法もある。
[0006] Such a snow melting method for generating heat from the solar cell 5 itself uses the solar cell 5 as a heater, and thus operates when there is no snow, or does not return the switch 7 to the original state after the snow has been completed. Otherwise, power is wasted. Instead of the infrared snowfall sensor 20, a rainfall sensor (not shown) is also used. There is also a method of detecting the presence or absence of snow using the open voltage at the time of power generation of the solar cell.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の太陽電池の積雪
検出装置は以上のように構成されているが、次のような
問題があった。1.赤外線式降雪センサや雨水升降雪セ
ンサは、降雪は検知できても積雪そのものを直接検知す
るものではないので、降雪はあっても積雪しない程度の
降雪時には誤検出する恐れが大きい、また、融雪の完了
を検知することはできない。2.太陽電池の開放電圧に
より積雪の有無を検知する方法は、日射のある昼間しか
使用できないため、検知してから融雪していたのでは、
朝の日光による発電の機会を逃すと言う問題があり、ま
た融雪を夜間の間に完了させる場合には融雪完了の検知
に使用することはできない。
The conventional snow detector for a solar cell is constructed as described above, but has the following problems. 1. Infrared-type snowfall sensors and rainwater sensors do not directly detect snowfall, even if they can detect snowfall. Completion cannot be detected. 2. Since the method of detecting the presence or absence of snow by the open voltage of the solar cell can be used only in the daytime with solar radiation, if it was detected and then melting snow,
There is a problem that the opportunity of power generation by morning sunlight is missed, and when snow melting is completed during the night, it cannot be used for detecting the completion of snow melting.

【0008】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、 1)太陽電池の受光面の積雪を直接検知することがで
き、 2)日射のない夜間でも動作可能、 3)融雪させた後、この融雪完了を夜間でも検知するこ
とができる。ものとし、もって、日の出前までに融雪し
て、太陽光エネルギーを最大限に利用できる太陽電池の
積雪検出装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. 1) It is possible to directly detect snow cover on the light receiving surface of a solar cell, 2) It is possible to operate even at night without solar radiation, 3) After melting the snow, the completion of the snow melting can be detected even at night. Accordingly, an object of the present invention is to provide a snow detector for a solar cell that can melt snow before sunrise and utilize solar energy to the maximum.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明の太陽電池の積
雪検出装置は、太陽光を受光する受光面を有する太陽電
池、この受光面に放射光を照射するように設置したスト
ロボ発光装置、このストロボ発光装置を動作させるスイ
ッチ回路、前記太陽電池の出力電圧を検出する電圧検出
手段、前記ストロボ発光装置の発光時に前記電圧検出手
段が検出した前記太陽電池の出力電圧を予め定めた所定
値と比較して前記太陽電池の受光面の積雪の有無を判定
し、積雪検出信号を発信する積雪判定回路を有するもの
である。ストロボ発光装置と電圧検出手段は時刻や天候
に関係なく太陽電池の発電能力の大小、即ち、積雪の有
無を確認できる。
According to the present invention, there is provided a solar cell snow detecting apparatus having a light receiving surface for receiving sunlight, a strobe light emitting device provided to irradiate the light receiving surface, A switch circuit for operating the strobe light emitting device, voltage detecting means for detecting the output voltage of the solar cell, and comparing the output voltage of the solar cell detected by the voltage detecting means when the strobe light emitting device emits light with a predetermined value. And determining whether there is snow on the light receiving surface of the solar cell and transmitting a snow detection signal. The strobe light emitting device and the voltage detecting means can confirm the magnitude of the power generation capacity of the solar cell, that is, the presence or absence of snow, regardless of time or weather.

【0010】この発明の太陽電池の積雪検出装置の積雪
判定回路は、スイッチ回路の動作直後から一定の時間T
sの間に、前記太陽電池の出力電圧と予め定めた所定値
との比較を行うものである。
[0010] The snow-snow judging circuit of the snow-snow detector for a solar cell according to the present invention has a predetermined time T immediately after the operation of the switch circuit.
During s, the output voltage of the solar cell is compared with a predetermined value.

【0011】この発明の太陽電池の積雪検出装置におけ
る、スイッチ回路を動作させていないときの太陽電池の
出力電圧が予め定めた値以下となっている間、前記スイ
ッチ回路を任意の周期で動作させる積雪検出指令回路を
有するものである。
In the apparatus for detecting snowfall of a solar cell according to the present invention, the switch circuit is operated at an arbitrary cycle while the output voltage of the solar cell when the switch circuit is not operated is equal to or lower than a predetermined value. It has a snow detection command circuit.

【0012】また、スイッチ回路を予め任意に定めた時
刻に動作させる積雪検出指令回路を有するものである。
The present invention further has a snow detection command circuit for operating the switch circuit at a predetermined time.

【0013】また、太陽電池の近傍の気温を検出し、こ
の検出温度が所定の値を上回っているときは積雪検出指
令回路に積雪検出指令禁止信号を送信する気温検出回路
を有するものである。
Further, the apparatus has a temperature detection circuit for detecting a temperature in the vicinity of the solar cell and transmitting a snow detection instruction prohibition signal to the snow detection command circuit when the detected temperature is higher than a predetermined value.

【0014】また、ストロボ発光装置はストロボを収納
したガラス窓を有する収納箱と、前記ガラス窓のガラス
を加熱するヒータと、このヒータの電源をオン・オフす
るヒータ開閉回路とを有するものである。
Further, the strobe light emitting device has a storage box having a glass window for storing the strobe, a heater for heating the glass of the glass window, and a heater opening / closing circuit for turning on / off the power of the heater. .

【0015】この発明の太陽電池の積雪検出装置は、太
陽電池はその内のいくつかの太陽電池がそれぞれ1個の
ストロボ発光装置を有する複数の太陽電池を含む太陽電
池アレーであり、この太陽電池アレーは1つの電圧検出
手段、1つの積雪判定回路、前記ストロボ発光装置を順
次動作させるタイマ回路とを有するものである。
The solar cell snow detector according to the present invention is a solar cell array in which some of the solar cells include a plurality of solar cells each having one strobe light emitting device. The array has one voltage detecting means, one snow determining circuit, and a timer circuit for sequentially operating the strobe light emitting device.

【0016】また、前記の一定時間Tsが5ms〜10
00msであるものである。
Further, the predetermined time Ts is 5 ms to 10 ms.
00 ms.

【0017】この発明の太陽電池の自動融雪装置は、太
陽光を受光する受光面を有する太陽電池、この受光面に
放射光を照射するように設置したストロボ発光装置、こ
のストロボ発光装置を動作させるスイッチ回路、前記太
陽電池の出力電圧を検出する電圧検出手段、前記ストロ
ボ発光装置の発光時に前記電圧検出手段が検出した前記
太陽電池の出力電圧を予め定めた所定値と比較して前記
太陽電池の受光面の積雪の有無を判定し、積雪の有無に
対応する信号を発信する積雪判定回路を有する積雪検出
装置と、電圧を出力する電源装置とを有し、前記積雪検
出装置の信号によって前記電源装置の電圧を一定時間の
間、前記太陽電池に印加する融雪回路を有するものであ
る。
An automatic snow melting apparatus for a solar cell according to the present invention includes a solar cell having a light receiving surface for receiving sunlight, a strobe light emitting device provided to irradiate the light receiving surface with radiation, and operating the strobe light emitting device. A switch circuit, a voltage detecting means for detecting an output voltage of the solar cell, and comparing the output voltage of the solar cell detected by the voltage detecting means at the time of light emission of the strobe light emitting device with a predetermined value, for detecting the output voltage of the solar cell. A snow detection device having a snow determination circuit for determining the presence or absence of snow on the light receiving surface and transmitting a signal corresponding to the presence or absence of snow, and a power supply device for outputting a voltage; It has a snow melting circuit for applying the voltage of the device to the solar cell for a certain period of time.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1による太陽電池の積雪検出装置を図により
説明する。図1はこの発明の太陽電池の積雪検出装置の
構成図である。図に於て、1は積雪検出ユニット、21
は積雪判定回路、3はスイッチ回路、31は積雪検出信
号である。日中で、かつ、積雪がなく太陽電池5が発電
しているときは、太陽電池5で発電した直流電力は逆流
防止ダイオード6を通して、インバータ8で交流電力に
変換し、電力系統9へ送電される。2は太陽電池5の受
光面に光を照射できるように設けられたストロボ発光装
置、3はストロボ発光装置2を発光させるスイッチ回
路、4は太陽電池5の電圧を検出する分圧器(電圧検出
手段と言う)である。21は分圧器4の電圧を予め定め
た所定の電圧と比較し、その結果によって積雪検出信号
31を出力する積雪判定回路である。なお、スイッチ回
路3と積雪判定回路21とは積雪検出ユニット1を構成
している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, a snow cover detecting device for a solar cell according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a snow detector for a solar cell according to the present invention. In the figure, 1 is a snow detection unit, 21
Is a snow accumulation determination circuit, 3 is a switch circuit, and 31 is a snow accumulation detection signal. During the daytime and when the solar cell 5 is generating power without snow, the DC power generated by the solar cell 5 is converted into AC power by the inverter 8 through the backflow prevention diode 6 and transmitted to the power system 9. You. Reference numeral 2 denotes a strobe light emitting device provided to irradiate the light receiving surface of the solar cell 5 with light. 3 denotes a switch circuit for causing the strobe light emitting device 2 to emit light. 4 denotes a voltage divider for detecting the voltage of the solar cell 5 (voltage detecting means). ). Reference numeral 21 denotes a snow determination circuit that compares the voltage of the voltage divider 4 with a predetermined voltage and outputs a snow detection signal 31 based on the result. In addition, the switch circuit 3 and the snow determination circuit 21 constitute the snow detection unit 1.

【0019】ストロボ発光装置2の光は太陽光ほど強く
はないが、太陽光の無い夜間に太陽電池5に照射される
と図2に示す実験例のように、太陽電池開放電圧の数1
0%をピークとする電圧が数10msの間発生する。し
かし、太陽電池5の受光面に積雪がある場合には、スト
ロボ発光装置2の光が遮られ、電圧が発生しないので、
分圧器4の出力電圧をあらかじめ計測して定めたストロ
ボ発光時の太陽電池のピーク電圧より少し低い電圧(検
出速度に応じて確実に動作する電圧に設定)と比較する
ことによって太陽電池5の受光面の積雪の有無を検出で
きる。積雪の検出はスイッチ3を動作させることによっ
て、ストロボ発光装置2を発光させて行うが、スイッチ
3は図示しないタイマによって、日没後あるいは日中で
も太陽電池5の出力が低い場合に、任意の時刻(例えば
奇数時の零分)、あるいは適当な時間間隔(例えば1時
間毎)で自動的に実行することが好ましい。積雪が検出
されると、積雪判定回路21は積雪検出信号(単に検出
信号ともいう)31を出力する。
Although the light of the strobe light emitting device 2 is not as intense as sunlight, when the solar cell 5 is irradiated at night when there is no sunlight, as shown in the experimental example shown in FIG.
A voltage having a peak at 0% is generated for several tens of ms. However, when snow is present on the light receiving surface of the solar cell 5, the light of the strobe light emitting device 2 is blocked, and no voltage is generated.
The light receiving of the solar cell 5 is performed by comparing the output voltage of the voltage divider 4 with a voltage slightly lower than the peak voltage of the solar cell at the time of strobe light emission determined in advance (set to a voltage that reliably operates according to the detection speed). The presence or absence of snow on the surface can be detected. The snow cover is detected by operating the switch 3 to emit light from the strobe light emitting device 2. The switch 3 is operated by a timer (not shown) at an arbitrary time (when the output of the solar battery 5 is low after sunset or during the day). For example, it is preferable that the processing is automatically executed at an appropriate time interval (for example, every hour). When snow is detected, the snow determination circuit 21 outputs a snow detection signal (also simply referred to as a detection signal) 31.

【0020】図3は積雪検出ユニット1の内部の積雪判
定回路21の図である。図3の10はフリップフロップ
回路でその出力は検出信号31である。11は検出開始
信号でタイマなどの出力信号を示しているが人が操作す
るスイッチでもよい。タイマ11は積雪検出指令回路で
ある。12はスイッチ回路3の出力からストロボを発光
させるためのパルス信号を作るパルス発生回路を示す。
13は遅延回路でタイマ11からの検出開始信号Aの
後、所定時間長の信号Dを作るために用いている。14
は比較回路で分圧器4からの太陽電池5の発電電圧をあ
らかじめ定めた値(図中のVr)と比較し、太陽電池電
圧の方が低ければ信号Eを出力する。15はゲート回路
で比較器14の出力を、遅延回路13で作った信号Dの
間だけ通過させ、フリップフロップ回路10へと送るも
のである。
FIG. 3 is a diagram of the snow determination circuit 21 inside the snow detection unit 1. 3 is a flip-flop circuit whose output is a detection signal 31. Reference numeral 11 denotes a detection start signal which indicates an output signal of a timer or the like, but may be a switch operated by a person. The timer 11 is a snow detection command circuit. Reference numeral 12 denotes a pulse generation circuit for generating a pulse signal for emitting a strobe light from the output of the switch circuit 3.
Reference numeral 13 denotes a delay circuit which is used to generate a signal D having a predetermined time length after the detection start signal A from the timer 11. 14
The comparison circuit compares the generated voltage of the solar cell 5 from the voltage divider 4 with a predetermined value (Vr in the figure), and outputs a signal E if the solar cell voltage is lower. Reference numeral 15 denotes a gate circuit which passes the output of the comparator 14 only during the signal D generated by the delay circuit 13 and sends it to the flip-flop circuit 10.

【0021】次に動作について説明する。太陽電池5が
日射を受けて発電していない状態、例えば夜間や、積雪
のあるとき、などにタイマ11をオンさせ、これによつ
て信号AがLレベルになる。信号Aによって、スイッチ
回路3の出力がHレベルになり、ストロボ発光信号が送
出され、ストロボ発光装置2が発光する。一方、信号A
を反転した信号Bと、信号Aを遅延した信号Cによって
検出時間Tsに相当する信号Dを発生し、信号DがHレ
ベルの間だけゲート15を開く。太陽電池5の受光面に
積雪が発生していなければ、ストロボ光により発生した
電圧が分圧器4にパルス状電圧Vsとして入力される。
この電圧Vsが設定電圧Vrよりも低ければ比較器14
の出力EはLレベルのままで変化がなく、高ければ比較
器14の出力EはHレベルに反転する。この信号はゲー
ト15をとおってフリップフロップ10に入力されフリ
ツプフロップ15をセットする。太陽光によって電圧が
発生している時には分圧器4も出力を出しているが、タ
イマ11が動作していなければゲート15が閉じている
のでフリップフロップ10はセットされない。
Next, the operation will be described. The timer 11 is turned on when the solar cell 5 is not generating power by receiving solar radiation, for example, at night or when there is snowfall, so that the signal A becomes L level. In response to the signal A, the output of the switch circuit 3 becomes H level, a strobe light emission signal is transmitted, and the strobe light emitting device 2 emits light. On the other hand, signal A
A signal D corresponding to the detection time Ts is generated by a signal B obtained by inverting the signal A and a signal C obtained by delaying the signal A, and the gate 15 is opened only while the signal D is at the H level. If snow is not generated on the light receiving surface of the solar cell 5, the voltage generated by the strobe light is input to the voltage divider 4 as the pulse voltage Vs.
If this voltage Vs is lower than the set voltage Vr, the comparator 14
The output E of the comparator 14 remains at the L level and remains unchanged. If the output E is high, the output E of the comparator 14 is inverted to the H level. This signal is input to the flip-flop 10 through the gate 15 to set the flip-flop 15. When the voltage is generated by sunlight, the voltage divider 4 also outputs, but if the timer 11 is not operating, the gate 15 is closed and the flip-flop 10 is not set.

【0022】検出時間Tsの時間の間(Tsは5〜10
00ms程度とするのが好ましい)に出力EがHレベル
になれば、フリップフロップ10をセットして、積雪な
しと判定し、次回の検出まで保持する。なお、夜間に行
う検出動作は、前述のように、日の出により、朝、太陽
電池が発電を開始する時刻の前、融雪に必要な時間余裕
を見込んだ時刻に、少なくとも1回実施すればよいの
で、積雪検出ユニット1に時計を内蔵し設定した時刻に
検出を行うか、時計を内蔵しない場合はタイマなどによ
り設定した時間間隔で検出を行えばよい。
During the detection time Ts (Ts is 5 to 10
When the output E becomes H level (preferably about 00 ms), the flip-flop 10 is set, it is determined that there is no snowfall, and it is held until the next detection. Note that, as described above, the detection operation performed at night may be performed at least once at sunrise, in the morning, before the time when the solar cell starts to generate power, and at a time that allows for the time required for snow melting. Alternatively, the detection may be performed at a set time by incorporating a clock in the snowfall detection unit 1, or at a time interval set by a timer or the like when the clock is not incorporated.

【0023】また、日中は太陽電池5が発電していない
時にのみ積雪検出を行えばよいので、図示しない電圧監
視回路(公知)により太陽電池5の電圧を常時監視し、
発電電圧が所定の値(例えば曇天での正常値の数10%
以下)を下回った状態が長く続けば、検出を開始する。
また、外気温が高い場合には積雪しないので、図示して
いない気温センサ(気温検出回路)を設けて、気温があ
る程度(例えば3度C)以上高ければ積雪検出を行わな
いよう、タイマ11の回路を切って不動作にしてもよ
い。これを積雪検出指令禁止信号と言う。また、ストロ
ボ発光装置2は太陽電池5の受光面に光を照射できるよ
うに、屋外に設置するので降雨、積雪の影響を受けない
ように考慮した収納箱(図示しない)に収納し、この収
納箱のストロボ発光側にはガラスなどの透明の発光面を
設ける。そしてこの発光面にはヒータを内蔵し、積雪検
出を行う時刻の何時間か前から、検出終了迄の間だけこ
のヒータをオンするようにしてもよい。
In the daytime, snow detection may be performed only when the solar cell 5 is not generating power. Therefore, the voltage of the solar cell 5 is constantly monitored by a voltage monitoring circuit (not shown) (not shown).
The generated voltage is a predetermined value (for example, several tens of% of the normal value in cloudy weather)
If the value below the value below continues for a long time, detection is started.
When the outside temperature is high, snow does not occur. Therefore, a temperature sensor (temperature detection circuit) not shown is provided, and the timer 11 is provided so that the snow detection is not performed if the temperature is higher than a certain level (for example, 3 degrees C). The circuit may be cut off to disable operation. This is called a snow detection command prohibition signal. Further, the strobe light emitting device 2 is installed outdoors so that light can be emitted to the light receiving surface of the solar cell 5, so that the strobe light emitting device 2 is stored in a storage box (not shown) that is not affected by rainfall and snow. A transparent light emitting surface such as glass is provided on the strobe light emitting side of the box. A heater may be built in the light emitting surface, and the heater may be turned on only a few hours before the time at which snow detection is performed and until the detection is completed.

【0024】実施の形態2.図4は実施の形態1で説明
した図1の積雪検出装置を太陽電池に用いた、太陽電池
の自動融雪装置の構成図である。図中7は発電/融雪モ
ード切換えスイッチ(単にスイッチと言う)で、積雪検
出ユニット1が出力する積雪検出信号31によつて制御
される。積雪が検出されると、発電/融雪モード切り替
えスイッチ7をオンし、インバータ8を充電モード(コ
ンバータモード)で運転して、電力系統9→インバータ
8→スイッチ7→太陽電池5の経路で通電するか、図示
しない直流電源装置あるいはバッテリを用いて太陽電池
5に通電し、発熱させて融雪を行う。融雪中は適当な時
間間隔(例えば0.5時間)で融雪を一時的に中断し、
再び積雪のチェックを行って無駄な電力消費を防止する
とともに、なお、積雪があるようなら融雪操作を続行す
る。
Embodiment 2 FIG. FIG. 4 is a configuration diagram of an automatic snow melting device for a solar cell using the snow cover detection device of FIG. 1 described in the first embodiment for the solar cell. In the figure, reference numeral 7 denotes a power generation / snow melting mode changeover switch (hereinafter simply referred to as a switch), which is controlled by a snow detection signal 31 output from the snow detection unit 1. When snow cover is detected, the power generation / snow melting mode switch 7 is turned on, the inverter 8 is operated in the charging mode (converter mode), and power is supplied through the route of the power system 9 → the inverter 8 → the switch 7 → the solar cell 5. Alternatively, the solar cell 5 is energized using a DC power supply device or battery (not shown) to generate heat and melt snow. During snow melting, snow melting is temporarily suspended at appropriate time intervals (for example, 0.5 hours),
The snow check is performed again to prevent unnecessary power consumption, and if there is snow, the snow melting operation is continued.

【0025】タイマ11の始動は、毎日一定の時刻に行
ってもよいが、積雪による日中の太陽電池5の発電障害
を最少にするには、太陽電池が発電を開始する朝の時刻
までに融雪操作が完了していることが好ましい。したが
って、太陽電池の発電開始時刻(季節により変動する)
から融雪に必要な時間を(通電電力にもよるが通常2な
いし3時間)遡った時刻に積雪検出を行うことが好まし
い。日の出時刻は周知であるし年間を通じて季節的に変
化する時刻を設定可能なタイマも知られている。太陽電
池を設置している付近の建物など日照障害物の有無に応
じて積雪検出開始時刻を任意に変化させてもよいことは
自明である。インバータ8はこの発明に言う電圧を出力
する電源装置である。発電/融雪モード切換えスイッチ
はこの発明に言う融雪回路で有る。
The start of the timer 11 may be performed at a fixed time every day. However, in order to minimize the power generation failure of the solar cell 5 during the day due to snow, it is necessary to start the operation by the morning time when the solar cell starts generating power. Preferably, the snow melting operation has been completed. Therefore, solar cell power generation start time (varies according to season)
It is preferable to perform snow detection at a time that is earlier than the time required for snow melting (typically 2 to 3 hours depending on the supplied power). A sunrise time is known, and a timer that can set a seasonally changing time throughout the year is also known. It is obvious that the snow detection start time may be arbitrarily changed according to the presence or absence of a sunshine obstacle such as a building near the solar cell. The inverter 8 is a power supply that outputs a voltage according to the present invention. The power generation / snow melting mode changeover switch is the snow melting circuit according to the present invention.

【0026】実施の形態3.太陽電池は大抵の場合単独
ではなく複数枚を直、並列して使用される。このための
太陽電池の配列を太陽電池アレーという。太陽電池アレ
ーの場合、勿論、全ての太陽電池に積雪検出装置を備え
る必要は必ずしもない。太陽電池アレーの場合、通常、
傾斜して設置されるので、上段よりも下段に配置された
太陽電池に積雪が多くなる。また、風向きによっても変
わってくるなど、必ずしも全ての太陽電池に均一に積雪
しない。このため、実施の形態1のストロボ発光装置2
とこれを動作させるスイッチ回路3を1つの太陽電池ア
レーに対し、積雪の多くなりそうな部分に複数個設置し
て積雪の検出を行うものである。
Embodiment 3 FIG. In most cases, solar cells are not used alone, but are used directly in parallel with a plurality of cells. An array of solar cells for this purpose is called a solar cell array. In the case of a solar cell array, of course, it is not always necessary to provide all the solar cells with a snow detector. For a solar array,
Since the photovoltaic devices are installed at an angle, the solar cells arranged at the lower level than the upper level have more snow. In addition, snow does not always uniformly cover all solar cells, for example, depending on the wind direction. For this reason, the strobe light emitting device 2 of the first embodiment
And a plurality of switch circuits 3 for operating the same are installed in a portion of the solar cell array where snow is likely to increase, and the detection of snow is performed.

【0027】図5はストロボ発光装置2aを設置した太
陽電池5aと、ストロボ発光装置2bを設置した太陽電
池5bが並列接続される場合で、図6は同じく直列接続
される場合である。いずれの場合も実施の形態1で説明
した検出時間Ts以上の間隔で各スイッチ回路3a,3
bを順次、図示しないタイマ回路によって動作させ、図
3の検出を行うようにすれば、太陽電池電圧の検出は、
太陽電池直流母線に設けられた1つの分圧器4で検出す
ることができ、図3の積雪判定回路21は太陽電池毎に
取り付ける必要がなく、1つの回路を共用することがで
きる。また、図5の構成の場合には、太陽電池5a,5
bの各回路ごとに太陽電池開閉スイッチ16a,16b
を取り付け、前述の各回路の順次検出により積雪が検出
された回路の太陽電池開閉スイッチのみを投入して、積
雪がある太陽電池のみに通電し融雪するようにすれば、
より効率的に融雪できる。
FIG. 5 shows a case where a solar cell 5a provided with a strobe light emitting device 2a and a solar cell 5b provided with a strobe light emitting device 2b are connected in parallel, and FIG. In any case, each of the switch circuits 3a, 3a is provided at an interval equal to or longer than the detection time Ts described in the first embodiment.
b is sequentially operated by a timer circuit (not shown), and the detection of FIG. 3 is performed.
The detection can be performed by one voltage divider 4 provided in the solar cell DC bus, and the snow determination circuit 21 in FIG. 3 does not need to be attached to each solar cell, and one circuit can be shared. In the case of the configuration of FIG. 5, the solar cells 5a, 5
b solar cell on / off switches 16a, 16b
By mounting only the solar battery open / close switch of the circuit in which snow was detected by the sequential detection of each of the above-described circuits, so that only the solar cell with snow is energized to melt snow.
Melt snow more efficiently.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば次の効
果を得ることができる。 1.太陽電池の受光面の積雪そのものを直接検知するの
で、積雪しない程度の降雪時にも誤検出の恐れが少な
い。また、融雪の完了を検知することができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. 1. Since the snow itself on the light receiving surface of the solar cell is directly detected, there is little possibility of erroneous detection even when snow falls to the extent that snow does not exist. Further, the completion of snow melting can be detected.

【0029】2.夜間に使用でき、また融雪を夜間の間
に完了させる場合には融雪完了の検知に使用することが
できる。
2. It can be used at night, and can be used to detect snowmelt completion when snowmelt is completed during the night.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施の形態1の太陽電池の積雪検出装置の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a snow detector for a solar cell according to a first embodiment.

【図2】 ストロボ光による太陽電池の発生電圧の説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a voltage generated by a solar cell by strobe light.

【図3】 図1の積雪検出装置の積雪判定回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram of a snow determination circuit of the snow detector of FIG. 1;

【図4】 実施の形態2による太陽電池の自動融雪装置
の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of an automatic snow melting apparatus for a solar cell according to a second embodiment.

【図5】 実施の形態2の太陽電池の積雪検出装置で、
太陽電池を並列接続する場合の構成図である。
FIG. 5 is a snow detector for a solar cell according to the second embodiment;
It is a block diagram in case a solar cell is connected in parallel.

【図6】 実施の形態2の太陽電池の積雪検出装置で、
太陽電池を直列接続する場合の構成図である。
FIG. 6 shows a snow detector for a solar cell according to the second embodiment.
It is a block diagram in case a solar cell is connected in series.

【図7】 太陽電池の一般的特性説明図である。FIG. 7 is a diagram illustrating general characteristics of a solar cell.

【図8】 従来の積雪検出機能と、融雪機能を有する太
陽電池発電システムの構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional solar cell power generation system having a snowfall detection function and a snowmelt function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 積雪検出ユニット、 2 ストロボ
発光装置、3 スイッチ回路、 4
分圧器(電圧検出手段)、5 太陽電池、7 発電/
融雪モード切り替えスイッチ(融雪回路)、8 インバ
ータ 11 タイマ(積雪検出指令回路) 31 検出信号
1 snow detection unit, 2 strobe light emitting device, 3 switch circuit, 4
Voltage divider (voltage detection means), 5 solar cells, 7 power generation /
Snow melting mode changeover switch (snow melting circuit), 8 inverter 11 timer (snow detection command circuit) 31 detection signal

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 太陽光を受光する受光面を有する太陽電
池、この受光面に放射光を照射するように設置したスト
ロボ発光装置、このストロボ発光装置を動作させるスイ
ッチ回路、前記太陽電池の出力電圧を検出する電圧検出
手段、前記ストロボ発光装置の発光時に前記電圧検出手
段が検出した前記太陽電池の出力電圧を予め定めた所定
値と比較して前記太陽電池の受光面の積雪の有無を判定
し、積雪検出信号を発信する積雪判定回路を有すること
を特徴とする太陽電池の積雪検出装置。
1. A solar cell having a light receiving surface for receiving sunlight, a strobe light emitting device installed to irradiate the light receiving surface, a switch circuit for operating the strobe light emitting device, and an output voltage of the solar cell Voltage detecting means for detecting the presence of snow on the light receiving surface of the solar cell by comparing the output voltage of the solar cell detected by the voltage detecting means at the time of light emission of the strobe light emitting device with a predetermined value. And a snow detection circuit for transmitting a snow detection signal.
【請求項2】 請求項1に記載の積雪判定回路は、前記
スイッチ回路の動作後一定の時間Tsの間に、前記太陽
電池の出力電圧と予め定めた所定値との比較を行うこと
を特徴とする太陽電池の積雪検出装置。
2. The snow determination circuit according to claim 1, wherein the output voltage of the solar cell is compared with a predetermined value for a predetermined time Ts after the operation of the switch circuit. A snow detector for a solar cell.
【請求項3】 請求項2に記載のスイッチ回路を動作さ
せていないときの太陽電池の出力電圧が予め定めた値以
下となっている間、前記スイッチ回路を任意の周期で動
作させる積雪検出指令回路を有することを特徴とする太
陽電池の積雪検出装置。
3. A snow detection command for operating the switch circuit at an arbitrary cycle while the output voltage of the solar cell when the switch circuit according to claim 2 is not operated is equal to or lower than a predetermined value. An apparatus for detecting snow in a solar cell, comprising a circuit.
【請求項4】 請求項2に記載のスイッチ回路を、あら
かじめ任意に定めた時刻に動作させる積雪検出指令回路
を有することを特徴とする太陽電池の積雪検出装置。
4. A snow detection device for a solar cell, comprising a snow detection command circuit for operating the switch circuit according to claim 2 at a predetermined time.
【請求項5】 太陽電池の近傍の気温を検出し、この気
温が所定の値を上回っているときは積雪検出指令回路に
積雪検出指令禁止信号を送信する気温検出回路を有する
ことを特徴とする請求項3に記載の太陽電池の積雪検出
装置。
5. A temperature detecting circuit for detecting a temperature in the vicinity of a solar cell and transmitting a snow detection command prohibition signal to a snow detection command circuit when the temperature exceeds a predetermined value. The solar cell snow detection device according to claim 3.
【請求項6】 ストロボ発光装置はストロボを収納した
ガラス窓を有する収納箱と、前記ガラス窓のガラスを加
熱するヒータとを有するものであることを特徴とする請
求項1に記載の太陽電池の積雪検出装置。
6. The solar cell according to claim 1, wherein the strobe light emitting device includes a storage box having a glass window in which the strobe is stored, and a heater for heating the glass of the glass window. Snow detector.
【請求項7】 太陽電池はその内のいくつかがそれぞれ
1個のストロボ発光装置を有する複数の太陽電池を含む
太陽電池アレーであり、この太陽電池アレーは1つの電
圧検出手段、1つの積雪判定回路、前記いくつかのスト
ロボ発光装置を順次動作させるタイマ回路とを有するこ
とを特徴とする請求項1に記載の太陽電池の積雪検出装
置。
7. A solar cell is a solar cell array including a plurality of solar cells, some of which have one strobe light emitting device. The solar cell array has one voltage detecting means, one snow determination. The apparatus for detecting snowfall of a solar cell according to claim 1, further comprising a circuit, and a timer circuit for sequentially operating the some strobe light emitting devices.
【請求項8】 請求項2に記載の一定時間Tsは5ms
〜1000msであることを特徴とする請求項2に記載
の太陽電池の積雪検出装置。
8. The predetermined time Ts according to claim 2 is 5 ms.
The snow detector for a solar cell according to claim 2, wherein the time is from 1000 ms to 1000 ms.
【請求項9】 請求項1に記載の積雪検出装置と、電圧
を出力する電源装置とを有し、前記積雪検出装置の積雪
検出信号によって前記電源装置の電圧を一定時間の間、
前記太陽電池に印加する融雪回路を有することを特徴と
する太陽電池の自動融雪装置。
9. A snow detection device according to claim 1, further comprising a power supply device for outputting a voltage, wherein a voltage of the power supply device is changed for a predetermined time by a snow detection signal of the snow detection device.
An automatic snow-melting device for a solar cell, comprising a snow-melting circuit applied to the solar cell.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6892165B2 (en) * 2000-03-10 2005-05-10 Sanyo Electric Co., Ltd. Diagnosis method and diagnosis apparatus of photovoltaic power system
KR101677927B1 (en) * 2016-05-02 2016-11-21 주식회사 디투엔지니어링 Solar cell array having a snow removal
CN113726290A (en) * 2021-08-26 2021-11-30 中国科学技术大学 Photovoltaic module accumulated snow automatic detection circuit and method without external sensor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6892165B2 (en) * 2000-03-10 2005-05-10 Sanyo Electric Co., Ltd. Diagnosis method and diagnosis apparatus of photovoltaic power system
KR101677927B1 (en) * 2016-05-02 2016-11-21 주식회사 디투엔지니어링 Solar cell array having a snow removal
CN113726290A (en) * 2021-08-26 2021-11-30 中国科学技术大学 Photovoltaic module accumulated snow automatic detection circuit and method without external sensor
CN113726290B (en) * 2021-08-26 2023-10-20 中国科学技术大学 Automatic detection circuit and method for snow accumulation of photovoltaic module without external sensor

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